Kakšna je nova rešitev za toplotno upravljanje hranilnika energije?

 Ker se delež čiste energije postopoma povečuje, ima shranjevanje energije ključno vlogo pri proizvodnji električne energije, električnem omrežju in uporabniku elektroenergetskega sistema. Zaradi prednosti visoke energijske gostote, prilagodljive uporabe in hitre odzivnosti se shranjevanje energije hitro razvija.

Po podatkih CNESA je do konca leta 2021 kumulativno nameščen obseg projektov globalnega shranjevanja električne energije, ki so začeli delovati, 209,4 GW, kumulativni instalirani obseg novih shranjevalnikov energije pa 25,4 GW. Natrijeve ionske baterije prevladujejo na trgu z več kot 90-odstotnim tržnim deležem in 23,1 GW. Skupni instalirani obseg projektov za shranjevanje električne energije, ki so začeli delovati na Kitajskem, je 46,1 GW, kar predstavlja 22 odstotkov skupne velikosti svetovnega trga. Kumulativno nameščen obseg novih hranilnikov energije doseže 5,73 GW. Litij-ionska baterija je glavna tehnološka pot novega shranjevanja energije, ki predstavlja 89,7 odstotka od 5,14 GW.

Kot osrednja komponenta elektrokemičnega shranjevanja energije obstaja velika nevarnost toplotnega uhajanja baterije. Z vidika varnosti je toplotno upravljanje hranilnika energije izjemno pomembno.

  1. Toplotno upravljanje v elektrokemijskem sistemu za shranjevanje energije

Toplotno upravljanje je pomemben del elektrokemičnega sistema za shranjevanje energije, industrijska veriga elektrokemičnega shranjevanja energije je razdeljena na tri dele: dobavitelj opreme navzgor, integrator na sredini in konec aplikacije na koncu.

Naprave v zgornjem toku vključujejo baterijske pakete, pretvornike za shranjevanje energije (PCS), sisteme za upravljanje baterij (BMS), sisteme za upravljanje z energijo (EMS), toplotno upravljanje in druge naprave; Jedro vmesne povezave je sistemska integracija in EPC; Nadaljnji scenariji so razdeljeni na stran napajanja, stran električnega omrežja in stran uporabnika.

Večina podjetij v verigi industrije shranjevanja energije je vključenih v 1-2 segmente, medtem ko je nekaj podjetij vključenih v celoten proces od baterije do sistemske integracije in celo EPC.

Od leta 2011 do 2021 se je po vsem svetu zgodilo skupno 32 požarnih in eksplozijskih nesreč v elektrarnah za shranjevanje energije. Od januarja do maja 2022 se je po vsem svetu zgodilo več kot 10 požarnih nesreč v hranilniku energije. S hitrim razvojem baterijskih postaj za shranjevanje energije na Kitajskem, zaradi težav s kakovostjo baterij in PCS ali neenakomerne gradbene zmogljivosti sistemskih integratorjev, so potencialne nevarnosti požara pri baterijskem shranjevanju energije resne in požarne nesreče pogoste.

16. aprila 2021 je prišlo do požara in eksplozije v elektrarni Beijing Guoxuan Fuwei Energy Storage. Po ugotovitvah preiskave je bil vzrok požara notranji kratek stik v LFP bateriji, zaradi česar se je baterija nekontrolirano segrela in vnela. Julija istega leta je pri projektu »Victoria Big Battery« v Avstraliji, ki je opremljen s Teslinim sistemom za shranjevanje energije Megapack, zaradi puščanja hladilnega sistema med testom zagorelo v prostoru za baterije.

Toplotni odtok baterije je glavni vzrok požarnih nesreč.

Toplotni pobeg baterije se nanaša na notranji kratek stik ali zunanji kratek stik, ki vodi do velike količine toplote, ki jo proizvede baterija v kratkem času, kar sproži reakcijo pozitivnih in negativnih aktivnih snovi in ​​razgradnjo elektrolita, kar povzroči veliko količino vročega in gorljivega plin, kar povzroči požar ali eksplozijo baterije.

Pogosti požari poudarjajo, da je toplotno upravljanje postalo bistvena komponenta za zagotavljanje varnega delovanja elektrarn za shranjevanje energije.

  2. Toplotne rešitve

Trenutno sta razmeroma zreli toplotni rešitvi toplotnega upravljanja shranjevanja energije zračno hlajenje in hlajenje s tekočino, med katerimi je zračno hlajenje glavni tok v trenutnem sistemu za shranjevanje energije, prepustnost sheme hlajenja s tekočino pa naj bi se v prihodnosti še povečevala. .

Toplotno upravljanje postane jedro sistema za shranjevanje energije, zračno in tekočinsko hlajenje pa sta trenutno zreli tehnologiji. Metode hlajenja toplotnega upravljanja za shranjevanje energije vključujejo predvsem naslednje tri tehnologije hlajenja: zračno hlajenje (zračno hlajenje), hlajenje s tekočino in hlajenje s faznim spreminjanjem ter hlajenje s toplotnimi cevmi.

  Zračno hlajenje

Trenutno se tehnologija zračnega hlajenja v glavnem uporablja v sistemu za shranjevanje energije vsebnikov in sistemu za shranjevanje energije komunikacijske bazne postaje z nizko gostoto moči. Po eni strani je sistem zračnega hlajenja preprost, varen in zanesljiv ter enostaven za izvedbo; Po drugi strani pa, ker sistem za shranjevanje energije ni tako restriktiven kot sistem baterijskih baterij v smislu gostote energije in prostora, se lahko število baterij poveča, da se doseže nižja hitrost delovanja in stopnja proizvodnje toplote.

Tekočinsko hlajenje

Tehnologija tekočega hlajenja uporablja vodo ali druga hladilna sredstva za odvajanje toplote s posrednim stikom z vodnikom, ki je enakomerno porazdeljen na plošči za tekoče hlajenje.

Njegove prednosti vključujejo:

1) Blizu vira toplote, učinkovito hlajenje;

2) V primerjavi s shemo zračnega hlajenja posode z enako zmogljivostjo sistemu tekočinskega hlajenja ni treba oblikovati zračnega kanala, ki prihrani več kot 50 odstotkov talne površine in je primernejši za prihodnje obsežno shranjevanje energije elektrarna z močjo 100 MW ali več;

3) V primerjavi s sistemom zračnega hlajenja je stopnja napak nižja, ker se zmanjša uporaba ventilatorjev in drugih mehanskih komponent;

4) Nizka raven hrupa tekočega hlajenja, varčna poraba energije sistema in okolju prijazno.

  Hlajenje s spremembo faze

Hlajenje s fazno spremembo je metoda hlajenja, pri kateri se za absorpcijo toplote uporabljajo materiali s fazno spremembo.

Izbira materiala za spremembo faze ima največji vpliv na učinek odvajanja toplote baterije. Ko je specifična toplotna kapaciteta izbranega fazno spremenljivega materiala večja in je koeficient toplotne prehodnosti višji, je učinek hlajenja pri enakih pogojih boljši, sicer pa je učinek hlajenja slabši.

Hlajenje s faznim spreminjanjem ima prednosti kompaktne strukture, nizkega kontaktnega toplotnega upora, dobrega hladilnega učinka, vendar sam material s faznim spreminjanjem nima sposobnosti odvajanja toplote, absorbirana toplota se mora zanašati na sistem za hlajenje s tekočino, sistem za zračno hlajenje itd. ., ali material s fazno spremembo ne more nadaljevati absorbiranja toplote.

Poleg tega materiali za spremembo faze zavzamejo prostor in stanejo veliko.

Sinda Themral je vodilni proizvajalec hladilnikov, lahko oblikujemo in izdelamo vsako generacijo Intel, AMD itd. CPU-ji, naša tovarna ima v lasti veliko natančnih objektov in opreme za izdelavo visokokakovostnih hladilnih odvodov CPE. Smo toplotni partner s številnimi strankami po svetu, kot so Flex, DellEMC, Foxconn itd. Prosimo, kontaktirajte nas, če imate kakršne koli toplotne zahteve.